乳酸の発酵：技術と必要な設備。 ヘテロ発酵乳酸発酵

自然は人がその中にある利益を享受できるようにします。 同時に、人々はこれらの富を増やし、新しいものを創り出し、何かを学ぼうとします。 細菌は自然の中で最も小さな生物であり、人間は自分自身の目的のために使うことも学んだ。

しかし、病原性のプロセスや病気に関連する害だけでなく、これらの原核生物はそれ自身の中を運びます。 それらは依然として重要な産業プロセスの源であり、これは古くから人々が発酵させてきたものです。 この記事では、このプロセスがどのようなものであり、物質の乳酸発酵がどのように行われるかを検討します。

発酵の起源と使用の歴史

特定の製品を得るために発酵プロセスが人々によって使用されたという事実の最初の言及は、紀元前5000年であった。 バビロニア人がこの方法を使って以下のような製品を入手したのは、

• チーズ;
• ワイン;
• ヨーグルトおよび他の乳製品。

その後、エジプト、中国、スーダン、メキシコなどの古代の州でも同様の食糧が摂取され始めた。 彼らは酵母パンを焼き始め、野菜を発酵させ、最初に保存しようとしました。

乳酸発酵のプロセスは、人々によって何千年も使用されてきました。 チーズ、ケフィア、ヨーグルトはいつも食事の重要な部分でした。 すべてのヒーラーとヒーラーは、これらの製品の利点について知っていました。 しかし、この種の可能性のある変容の理由は、長い間知られていませんでした。

発酵条件が微生物の存在を必要とするという事実は、人々は推測もできませんでした。 XVII世紀の半ばに、ヴァン・ヘルモントはガスの放出を伴う料理のプロセスに「発酵」という用語を導入することを提案しました。 確かに、翻訳では、この言葉は "沸騰"を意味します。 しかし、約200年後、フランスの微生物学者、化学者、物理学者、ルイスパスツールは、世界に微生物、細菌の存在を発見した。

それ以来、異なる発酵は、目に見えない様々な種類の微生物の存在を必要とすることが知られていた。 彼らの研究は、発酵を制御し、それを人の右側に向けることを可能にしました。

発酵プロセスの本質

発酵のプロセスが何であるかについて話したら、その生化学的性質を指摘しなければならない。 結局のところ、その核となるのは、単純にバクテリアの活動であり、バクテリアは様々な副生成物を産生しながら生命のためにエネルギーを抽出します。

一般に、発酵は1つの単語、すなわち酸化で指定することができる。 特定の細菌の影響下での物質の嫌気的分解。多数の生成物の形成をもたらす。 どのような物質の根底にあるのか、その結果として生じるのかは、プロセスそのもののタイプによって決まります。 発酵にはいくつかのバリエーションがあるため、これらの変換の分類があります。

分類

発酵には主に3つのタイプがある。

1. アルコール 。 それは、元の炭水化物分子をエタノール、二酸化炭素、水およびATP分子（エネルギー源）に酸化することからなる。 これらの形質転換は、バクテリアだけでなく、異なる属および種の真菌の影響下でも行われる。 このようにして、ビール、ワイン、パン酵母、アルコールなどの製品が得られることが時折あります。 炭水化物の分解中に放出されるエネルギーは、微生物の生命活動の過程を保証するようになる。 これがプロセスの生物学的本質です。
2. 乳酸の発酵は 、炭水化物の乳酸への酸化にあり、多くの副生成物が放出される。 それがどのように行われ、どのようなものがあるのか、詳しく見てみましょう。
3. Oleaginous acid 。 このタイプの発酵は自然規模で重要です。 それは、泥の底や川の泥などで嫌気的な条件下で生息するオイルバクの生活を犠牲にして行われます。 自然界での作業のために、膨大な量の有機成分が処理されます。 製品は多くの物質であり、主なものは酪酸です。 また、排泄される：アセトン、 イソプロピルアルコール、 二酸化炭素、酢酸、乳酸、 エチルアルコール および他の化合物。

指定されたタイプのそれぞれは、自然と産業の両方で重要です。 このような形質転換を行う生物の種類は現在まで十分に研究されており、それらの多くは人工的に栽培されており、大きな収量を得ることができる。

乳酸発酵：一般的な考え方

このタイプの発酵は古くから知られています。 私たちの時代の前でさえ、古代エジプトの住民や他の国々は、チーズを作り、ビールとワインを醸造し、パンを焼き、野菜や果物を発酵させました。

今日、発酵乳製品のための特別な発酵物が使用され、必要な微生物の株が人工的に栽培される。 プロセスは近代化され、完全な設備の助けを借りて実施された自動化に持ち込まれます。 乳酸発酵を直接生産するメーカーは数多くあります。

プロセス全体の本質は、いくつかの段落で述べることができます。

1. 開始の主な製品は、炭水化物（フルクトース、グルコース、ペントース）または複合体（スクロース、デンプン、グリコーゲンなど）である。
2. 嫌気的条件が作成されます。
3. この製品は特定のタイプの乳酸菌の菌株を塊状にする。
4. 照明、温度、特定の追加コンポーネントの利用可能性、圧力など、必要な製品に最適なすべての必要な外部要因が提供されます。
5. 発酵プロセスが完了した後、生成物を処理し、全ての側方化合物を単離する。

もちろん、これは起こっていることの一般的な説明です。 実際、乳酸発酵のプロセスは生物の生命活動の結果であるため、あらゆる段階で複雑な生化学反応が起こります。

乳酸発酵プロセスの基本

化学的な観点から、これらの変換は一連の連続した段階である。

1. 最初に、元の基質が変化する、すなわち物質（炭水化物）の炭素鎖が変化する。 これは、異なるクラスに属する完全に異なる性質の中間体化合物の出現を導く。 例えば、初期基質がグルコースである場合、それはグルコン酸に再配列される。
2. 酸化還元反応は、ガスの放出、副生成物の形成を伴う。 全工程中の主要ユニットは乳酸である。 それは発酵中に生産され蓄積されます。 ただし、これだけではありません。 したがって、酢酸、エチルアルコール、二酸化炭素、水、および時々他の付随する分子の形成が存在する。
3. アデノシン三リン酸（ATP）分子の形態のプロセスのエネルギー出力。 最初の基質がより複雑な場合、例えばセルロース、次いで3分子のATPの場合、グルコース1分子当たり2個のATP分子が存在する。 このエネルギーは、乳酸菌によってさらなる寿命のために使用される。

当然ながら、生化学的変換を詳細に理解するならば、すべての中間分子および複合体が示されるべきである。 例えば、次のようになります。

• ピルビン酸;
• アデノシン二リン酸;
• 水素などの担体としてのニコチンアミド二リン酸の分子

しかし、この問題は特別な注意を払う必要があり、生化学の観点から考察する必要がありますので、この記事では触れません。 我々は、乳酸製品の製造技術と、問題の発酵の種類が何であるかをより詳細に検討する。

ホモ発酵発酵

乳酸のホモ酵素発酵は、病原体の特殊な形態の使用を意味し、ヘテロ発酵産物およびその量とは異なる。 これは、微生物の細胞内部の解糖経路上で起こる。 本質は、炭水化物の乳酸への変換において、全体として、任意の発酵からなる。 この方法の主な利点は、所望の生成物の収率が90％であることである。 そして、残りの部分だけが側部接続に行きます。

この種の発酵の細菌は以下の通りである：

• Streptococcus lactis。
• ラクトバチルスカゼイ。
• ラクトバチルスアシドフィルス等が挙げられる。

ホモ発酵発酵の結果、他のどのような物質が形成されるのか？ これらは次のような接続です。

• エチルアルコール;
• 揮発性酸;
• 二酸化炭素;
• フマル酸およびコハク酸。

しかしながら、工業的には、この乳製品を得る方法は事実上使用されていない。 それは、解糖の初期段階として自然界に保存され、広範囲の物理的運動の下で哺乳動物の筋肉の細胞にも生じる。

人間の栄養に適した食品を生産する技術は、次のような初期炭水化物の使用を含みます：

• グルコース;
• スクロース;
• フルクトース;
• マンノース;
• デンプンなど。

ホモ発酵性細菌はこれらの化合物の多くを酸化することができないため、生産中の発酵物としてのそれらの使用は不可能である。

ヘテロ発酵乳酸発酵

この方法は、すべての発酵乳製品の生産が行われ、野菜の保存が行われ、家畜のためのサイレージ飼料が準備されているため、工業的に適用可能である。

以前に記載されたものとの主な相違は、乳酸発酵病原体がより多くの副産物の形成と共に実施されることである。 砂糖の50％のみが細菌によって乳酸に加工され、残りは次のような分子の形成に費やされる：

• 酢酸;
• グリセロール;
• 二酸化炭素;
• エチルアルコールなど。

ホモ酵素的方法で90％純粋な乳酸の形成よりも優れていて、より有益なのは何ですか？ 主な製品があまりにも多く生産されると、多くのバクテリアの生命活動が完全に抑制されることです。 さらに、製品は、側面接続によって得られる多くの味覚特性を失う。 例えば、缶詰の野菜の心地よい香りは、酢酸およびイソアミルアルコールによって提供される。 これらの化合物が存在しない場合、保存の結果は完全に異なるであろう。

50％の乳酸の収率は、系内の全ての外来の真菌および微生物の発生および生命活動を抑制するのに十分である。 1〜2％でも環境の酸性化が過剰になり、乳酸菌以外の生物は存在しないためです。 全プロセスは、ペントースリン酸経路上で行われる。

ヘテロ酵素法の発酵条件は以下の通りである：

• 良いと新鮮なパン粉は、初期段階で追加されました。
• 個々の製品ごとに個別に選択される最適な外部条件。
• 高品質で機能の良い機器。
• プロセスに必要なすべての技術デバイス。

外部条件の中でも、処理温度が特に重要である。 高すぎるはずはありませんが、寒さは発酵の全過程を劇的に遅くします。

今日、微生物の正確で快適な作業のために必要なすべての条件を自動的に作成する専用の発酵タンクがあります。

必要な設備

すでに述べたように、最も重要な属性の中には、発酵の能力が注目されるべきである。 家庭手続きについて話したら、保存したり、ヨーグルトや他の製品を作る際に使用される皿の純度に注意を払う必要があります。 微生物の外来集団の数を減らす1つの方法は、それらを使用する前に容器を滅菌することである。

どの皿がヘテロ発酵発酵に適していますか？ これはガラスまたは高品質のプラスチック（ポリプロピレン、ポリエチレン）の容量で、蓋でしっかりと閉じることができます。

業界では、発酵プロセスが始まる前に、特別な装置を使用して容器の除菌および清掃が行われている。

プロセスで使用される細菌

缶詰や発酵乳製品を作るために使用される細菌の培養について話すなら、最も一般的な種類の生物のいくつかを特定することができます。

1. 好酸性 ブルガリアの杖。
2. ラクトバチルス種スポロラクトバチルス・イヌリヌス。
3. ビフィズス菌。
4. Leukonostok。
5. 乳酸菌球菌。
6. Lactobacillus L. L. Casei。
7. ストレプトコッカス（Streptococcus）属細菌などが挙げられる。

指定された生物の組み合わせおよび純粋な培養物に基づいて、発酵物は、乳製品のために調製される。 彼らはパブリックドメインにあり、誰でも購入することができます。 最も重要なことは、得られた生成物の恩恵を受けるために発酵プロセスの条件に従うことである。

この発酵の結果、どのような製品が得られますか？

ラクトバチルスの助けを借りてどの発酵産物を得ることができるかについて話したら、いくつかの基本的なカテゴリーを挙げることができます。

1. 発酵乳製品 （発酵乳、ヨーグルト、バナセット、ケフィア、コテージチーズ、サワークリーム、バター、好酸性製品など）。
2. 家畜用サイレージタイプの飼料。
3. ノンアルコール飲料の製造に使用される乳酸は、毛皮やスキンをドレッシングします。
4. ベーカリー、チーズの生産。
5. 野菜や果物の保存

このことは、人々の生活や産業活動における特定の種の細菌の重要性を証明しています。